毕业设计用难溶性磷酸盐稳定铅和镉污染土地的设计

毕业生 毕业设计 题 目 : 用难溶性磷酸盐稳定铅和镉污染土地的设计 目 次 1 背景 . 4 1.1 铅和镉污染简介 . 4 1.2 铅污染危害 . 6 1.2.1 土壤铅污染对作物品质和产量的影响 . 6 1.2.2 铅污染对人体健康的影响 . 6 2 项目区现状 . 8 2.1 位置 . 8 2.2 气候和地形 .10 2.3 污染过程及土壤性状 .10 3 设计原则 .12 3.1 降低土壤 Pb 和 Cd 的有效性和毒性 .12 3.2 种植植物进行绿化 .12 4 设计目标及方法 .14 4.1 降低该地区土壤中 Pb 和 Cd 的 有效性 .14 4.1.1 设计目标 .14 4.1.2 方法 .14 4.1.3 依据 .14 4.2 种植植物进行绿化 .15 4.2.1 设计目标 .15 5 主要参数的确定 .16 5.1 磷矿粉用量的确定 .16 5.2 依据 .16 6 物料计算 .17 6.1 磷矿粉 .18 6.1.1 修复 A 区土地的计算 .18 6.1.2 修复 B 区土地的计算 .18 6.1.3 修复 C 区土地的计算 .19 6.1.4 总量 .19 6.2 绿化植物用量计算 .20 7 实施步骤 .23 7.1 施工过程 .23 7.2 机械用具 .24 8 流程图 .27 9 实施效果 .28 9.1 设计实施效果 .28 9.2 实施效果图 .28 中文摘要 铅和镉都是土壤中常见的污染重金属，镉常伴随铅产生，铅冶炼可形成较严重的土壤铅、镉污染。污染土壤中的铅和镉可对作物和人体造成危害，因此必须采用适当的修复方法对铅、镉污染土壤进行修复。本设计针对河南省济源市附近的面积为 8000 m2 的铅、镉污染土地进行修复设计。项目区根据土壤中的MgCl2-Pb 和 MgCl2-Cd 含量可分为 3 个区域，区域 A MgCl2-Pb 和 MgCl2-Cd 的平均含量分别为 600 mg/kg 和 5 mg/kg，区域 B MgCl2-Pb 和 MgCl2-Cd 的平均含量分别为 200 mg/kg 和 3 mg/kg ，区域 C MgCl2-Pb 和 MgCl2-Cd 的平均含量分别为 60 mg/kg 和 1 mg/kg。根据试验研究，本设计采用难溶性磷酸盐稳定土壤中的铅和镉，降低其有效性，所用的难溶性磷酸盐为磷矿粉，总用量为 10.61 t，磷矿粉施入土壤后进行翻耕、灌水，经过 60 d 后可使区域 A、区域 B 和区域 C土壤 MgCl2-Pb 和 MgCl2-Cd 含量降低到 10 mg/kg 和 0.5 mg/kg 以下，土壤铅和镉的有效性大幅降低，达到可以种植作物的标准。 英文摘要 Lead and cadmium are common in soil with heavy metal pollution. Cadmium is associated with a lead generation, Lead smelting can form a serious lead, cadmium pollution. Pollution of soil lead and cadmium can cause harm to crops and the human body, therefore we must use appropriate repair methods to repair lead, cadmium pollution in soil. This design according to the area of Henan province near Jiyuan city is 8000 m2 of lead, cadmium pollution land for repair design. According to the content of MgCl2-Pb and MgCl2-Cd in soil, the area can be divided into three regions. The contents of MgCl2-Pb and MgCl2-Cd in regional A are 600 mg/kg and 5 mg/kg, respectively. The contents of MgCl2-Pb and MgCl2-Cd in regional B are 200 mg/kg and 3 mg/kg, respectively. The contents of MgCl2-Pb and MgCl2-Cd in regional C are 60 mg/kg and 1 mg/kg, respectively. According to the test research, this design uses the hard dissolved phosphate to improve the stability of lead and cadmium in the soil, reduce its effectiveness. The hard dissolved phosphate is ground phosphate rock, and the total amount of ground phosphate rock is 10.61 t. Put ground phosphate rock into the soil; then, we need have tillage and irrigation in the design area. After 60 d, the contents of MgCl2-Pb and MgCl2-Cd can be reduced to 10 mg/kg and 0.5 mg/kg, and the effectiveness of lead and cadmium in Soil can be sharply lowered, so this area will reach the standard of growing crops. 1 背景 1.1 铅和镉污染简介 铅是环境中最为常见且最受关注的污染重金属 ， 铅矿开采和铅冶炼可形成比较严重的土壤铅污染（ Li and Thornton, 2001; 尹仁湛等， 2008; 王陆军和朱恩平，2008; Borgna et al., 2009） 。 镉 (Cd)是对人体有害的元素，在自然界中多以化合态存在含量很低，大气中含镉量一般不超过 0.003g/m3，水中不超过 10g/L，土壤中不超过 0.5mg/kg。这样低的浓度，不会影响人体健康。环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集，通过食物链进入人体，引起慢性中毒，镉常与锌、铅等共生。铅蓄电池的生产，有色重金属矿 (含伴生矿 )的采选、有色重金属冶炼 (铅锌冶炼、铜冶炼 )、化学原料及化学制品的制造 (硫铁矿制硫酸、铅氧化法生产氧化铅、铅铬黄 )，产生的废水、废气、废渣，都可能造成铅污染，其中 有色金属冶炼特别是火法熔炼铅锌是环境铅污染最主要的来源。 从全国来看，血铅超标事件 2010年有 9起， 2009年有 6起。这些事件的元凶，有的是铅酸电池企业，有的是有色金属冶炼 和废金属回收企业。 研究结果表明，中国城市土壤重金属的含量均超过了中国土壤中重金属的背景值， Cd和 Pb的污染尤其严重，其含量分别是中国土壤背景值的 91.37倍和 41.91倍（陈秀端 2011）。 铅和其他有色金属的冶炼，是一个关系国计民生的基础行业。我国的铅产量已连续 8年居世界第一，消费量也居世界第一。这几年，我国铅冶炼产能一直在不断扩大，但有的冶炼企业环保管理跟不上，有的生产技术落后，导致血铅悲剧频繁发生。 2009年，陕西凤翔的血铅超标事件，主要污染源是当地大型涉铅企业东岭冶炼公司。河南济源的血铅超标，责任者是全国最大的铅冶炼企业豫光金铅。2010年，湖南嘉禾、桂阳的血铅超标事件，肇事者是当地从事废铅回收和冶炼的3家企业。云南鹤庆的血铅超标事件，是由当地的土法炼金污染所致。湖南益阳、邵阳、武冈的血铅超标事件，都与当地冶炼企业直接相关。河南的济源，湖南的郴州是血铅超标事件的事故多发区。环保部提供的一份材料显示，近 10年来，随着乡镇个体企业的发展，土法冶炼点多面广，引起的环境污染问题十分突出。原生铅冶炼的污染是我国铅污染 的重点，落后的铅冶炼工艺产生大量铅尘，铅冶炼废水不经处理直接排放。冶炼厂周边环境中铅含量严重超标，大型冶炼厂的铅污染范围达几十公里。 1.2 铅污染危害 1.2.1 土壤铅污染对作物品质和产量的影响 低浓度的铅对某些植物表现出促进生长的作用，而高浓度的铅除了在植物的食用部位积累残毒外，还可以使幼苗萎缩、生长缓慢、产量下降甚至绝收。 Pb并不是植物生长发育的必需元素，当 Pb 被动的进入植物根、皮或叶片后，积累在根、茎和叶片中，影响植物的生长发育，使植物受害。李荣春（ 2000）用 Cd、Pb 处理烤烟叶片， 发现可使叶绿体结构发生明显改变，破坏了叶绿体的膜系统，使细胞膜的透性增加。 Pb 能显著影响植物根系的生长， Pb 能减少根细胞的有丝分裂速度，这也是造成植物生长缓慢的原因。 Pb 毒害草坪植物时表现出的主要中毒症状为根量减少，根冠膨大变黑、腐烂，植物地上部分的生物量也随之下降，叶片失绿明显，严重时逐渐枯萎，甚至引起植株死亡。 Pb 的积累也直接影响细胞的代谢作用，其效应是引起活性氧代谢酶系统的破坏，在受 Pb 和 Cd 复合污染的条件下，烟叶硝酸还原酶、过氧化氢酶的量显著下降，李君等（ 2004）研究了 Pb、 Cd 复合污 染对马蹄金叶片细胞膜和细胞保护系统的影响， 发现叶绿素含量下降，可能是由于某些酶的构象被破坏所引起的，并且对 POD、 SOD 抗氧化酶都产生了影响。高浓度 Pb 还使种子萌发率、胚根长度和上胚轴长度降低，甚至出现胚根组织坏死。植物生长在受 Pb 污染的土壤环境中，超过一定限度就会对不同植物产生不同程度的危害，轻则使植物体的代谢过程发生紊乱，生长发育不良，重则会导致植物死亡。 土壤 受到 铅污染 后会导致农作物的生长受阻， 产量 降低、品质下降。并且通过 食物链 影响人体多个 系统 和 器官 ， 特别是对儿童 神经系统 的危害性更大。 1.2.2 铅污染对人体健康的影响 铅属于持久性污染物，在自然环境中不能被生物代谢所分解。据介绍，长期接触微量铅的人，积蓄的铅能阻碍血细胞的形成，导致人的智力受损，学习、工作成绩下降，情绪低落；蓄积到一定程度时会使人出现精神障碍、噩梦、失眠、头痛等慢性中毒症状；严重者会产生乏力、食欲不振、恶心、腹胀、腹痛或腹泻等症状。铅还可通过血液进入脑组织，损害小脑及大脑皮层，干扰代谢活动，使 营养物质与氧 气供应不足，引起脑小毛细血管内皮层细胞肿胀，进而发展为弥漫性脑损伤。最近，台湾学者研究发现，长期铅暴露会使人的受孕率降低。铅毒对儿童的影响更甚，儿童对铅的 吸收量比成年人要高几倍。当儿童的血铅浓度每100ml 达到 60ug 时，就会因智力障碍造成行为异常。铅对于人体内的大多数系统均有危害，特别是会损伤骨髓造血系统、神经系统和肾脏。人体的血液中铅含量达到较高水平时可以引起痉挛、昏迷甚至死亡。低含量的铅也会对人体的中枢神经系统、肾脏和血细胞有损害作用。慢性铅中毒还可引起高血压和肾脏的损伤，铅对神经行为的影响最大。（承勇， 1999）儿童对铅引起的贫血作用，比成人更加敏感。血铅浓度大约是 40g/100 ml时，有些儿童就可能发生血红蛋白的减少，重症患者可出现面色苍白，心 悸、气短、乏力等。中国预防医学科学院副院长、我国儿童铅问题专家吴宜群称，铅对儿童的伤害是直接的，且有些伤害是不可逆转的。 2 项目区现状 2.1 位置 本设计的对象为是一块受铅和镉污染的土地（图 1），该区位于济源市以南9km左右，项目区 西边为产生污染的铅冶炼厂，北边是公路，南边是小河流。该区东西方向长 100 m，南北方向宽为 80 m，竖直方向 0-20 cm的 土壤都受到了不同程度的污染 。 图 1 项目区俯视图 图 2 项目区侧视图 A 图 3 项目区侧视图 B 2.2 气候和地形 该项目区属暖热带季风气候，四季冷热分明，春季多风少雨，夏季炎热降雨集中，秋季气温降幅较大雨量减少，冬季寒冷雨雪稀少。干旱或半干旱气候明显，受季风影响显著，雨量时空分布不均，年平均气温 14.6，极端最高气温 40.2，出现于 1992 年 7 月 2 日，极端最低气温 -18.5，年平均降水量大约为 549.3mm，且大部分均集中在夏季。 2.3 污染过程及土壤性状 铅冶炼 能够污染临近这些生产场所的土地， 该区铅和镉污染土地是由该区旁边的铅冶炼厂造成的 ，主要原因有以下几点： 1.冶炼厂排出的废气中含有一定数量的铅， 这些铅主要为粒径在 0.011 m 的铅单质及其氧化物和硫酸盐粒子，如PbO、 PbSO4、 PbO PbSO4 等 。 2.铅在冶炼过程中会释放出铅矿粉尘，同时还会排放出含硫酸性废气 导致土壤重金属的溶解性增加。 3.冶炼废渣和矿渣的堆放，可以被酸溶出含重金属离子的酸性矿山废水，随着矿山排水和降雨直接进入土壤中，造成土壤铅、镉等重金属的含量明显高于背景值，引起了严重的污染。该铅冶炼企业多年来含重金属粉尘的排放，特别是上世纪 90年代以来采用烧结锅工艺时的大量铅烟排放，以及生产原料和废 渣在运输过程中扬散流失，造成铅、镉等重金属及其氧化物在周边环境中的沉积，对人体和自然环境产生影响，使附近的土地受到了严重的污染。 项目区土壤 pH： 7.9， 有机碳含量 ： 45 g/kg， 粘粒含量 ： 5.0%， CEC 24.7 cmol/kg。整个区域竖直方向 0-20cm土壤的重金属分布不均匀 ， 从东向西方向 ，MgCl2-Pb的平均含量依次为： 0-30 m为 600mg/kg， 40-60 m为 200 mg/kg， 60-100 m为 60 mg/kg； MgCl2-Cd的平均含量依次为： 0-30 m为 5mg/kg， 0-30 m为 3 mg/kg，60-100 m为 1 mg/kg。 表 1 设计污染土壤中的 MgCl2-Pb和 MgCl2-Cd含量 0-30 m 30-60 m 60-100 m MgCl2-Pb 600 200 60 MgCl2-Cd 5 3 1 表 2 设计污染土壤的性状 pH 有机碳含量 (g/kg) 粘粒含量 CEC (cmol/kg) 7.9 45 5.0% 24.7 3 设计原则 3.1 降低土壤 Pb和 Cd的有效性和毒性 土壤重金属总量是指土壤本身所固有的重金属的组成和含量，是用来确定土壤重金属污染水平及环境容量的重要指标，但总量却不能很好地提供重金属的生物有效性和移动性方面的信息（ Liand Thornton, 2001; Bermond, 2001）。对环境能产生潜在影响并能被生物所吸收利用的，一般认为是有效态重金属，因此对土壤中重金属有效性的研究更具有科研价值和实际意义。冶炼厂周围土壤中重金属有较高的有效性， 土壤中铅的有效性主要取决于其化学形态。磷酸盐加入受污染的土壤后，促使重金属向残渣态转化，可以显著降低重金属有效态 的浓度，尤其是对降低土壤中有效铅的含量最为明显。据调查通常情况下铅冶炼厂周围的土壤都会受到严重的重金属污染，其中 Pb和 Cd的含量远高于当地土壤中的背景值。陕西省凤县铅锌冶炼厂周围土壤中的污染重金属主要是 Zn、 Pb 和 Cd，绝大部分区域的重金属含量已超过对照点测定值和国家土壤环境质量二级标准，铅含量最高可达 2285mg/kg（王陆军和朱恩平， 2008） 。目前受重金属污染土壤的修复方法有很多，其中向土壤中施加改良剂（如：磷酸盐），可在较短时间内显著降低土壤中重金属的有效性，修复效果较好，且磷酸盐中 的磷矿粉、磷灰石价格便宜、来源广泛，修复大面积受污染的土壤所用的试剂费用较低，此外关于这方面的研究也较多，技术相对成熟，可行性很大。降低土壤中重金属有效性比降低土壤中重金属的含量，更节省时间，且方便简单。本项目区的面积较大，且污染严重，土地闲置荒废，因此本次修复 Pb、 Cd污染采用磷矿粉。 3.2 种植植物进行绿化 根据该地区的气候特点和土壤类型及养分条件，种植适合在当地生长的绿色植物。种植植物可进一步降低土壤中 Pb和 Cd的总量，还能有效利用修复后的荒地，增加该地区土地的植被覆盖，净化空气、减少污染、保持水土、降低噪音，具有一定的经济价值，并能获得良好的环境效益。且经修复后的土壤也适合植绿色植物生长，植物可利用土壤中的养分，还可富集土壤中的重金属。因此，在修 复后的土地上种植植物是个不错的选择。 4 设计目标及方法 4.1 降低该地区土壤中 Pb和 Cd的 有效性 4.1.1 设计目标 MgCl2-Pb和 MgCl2-Cd的 含量分别降低到 10 mg/kg以下 和 0.5 mg/kg以下。 4.1.2 方法 向土壤中施加 磷矿粉。 4.1.3 依据 目前 ， 在用磷固定铅的研究方面 ， 实验室控制条件下大多数利用的含磷物质是羟基磷灰石、磷矿粉及磷酸 ，它们 占所使用磷修复剂种类的 70%； 在铅污染土壤修复的实际应用中 ， 则主要使用廉价的磷矿粉和磷肥。不同形态磷对重金属污染土壤的修复作用有很大的差异 ， 这主要与不同磷来源物质中磷酸盐类矿物的结晶程度差异导致的比表面积及矿物的溶解性差异有关（ Zhang P, Ryan J A.1998，Zhang P, Ryan J A.1999） 。此外 ， 即使是相同的含磷修复剂 , 在实验室和田间的使用效果也会有很大的差异（ Laperche V, Logan T J, Gaddam P, et al. 1997； Chen S B, Zhu Y G, Ma Y B, et al. 2006； Ma L Q, Choate A L, Rao G N. 1997）， 导致这些差异的主要原因可能与土壤溶液的 pH 状况、 Pb 的结合形态等因素有关。 由于 磷矿粉 对土壤中的铅有较强的吸附作用 ，能 使土壤溶液中铅的生物有效性降低 ，从而 降低土壤中铅的毒性。大量研究表明， 磷矿粉可 降低土壤溶液中水溶态和交换态铅的 含量、增加残留态铅的含量 ， 从而降低铅的生物有效性 ， 减少植物对铅的吸收 .。 Hettiarachchi 通过研究发现 ， HA、 PR 等难溶性磷酸盐可以通过增强表面吸附或络合等作用来降低植株对铅的吸收 （ Laperche ,1998 Ma et al .1994）。 4.2 种植植物进行绿化 4.2.1 设计目标 使该设计区的总体植被覆盖率达到 90%以上，其中 草本覆盖率在 80%以上，木本的覆盖率达到 10%以上，工程实施第一年末草本植物的高度在 5 cm以上，藤类植物的覆盖率在 15%-30%之间， 木本植物的高度在 150 cm以上，胸径在 5 cm以上。 5年后项目区植被覆盖度在 95%以上，藤类植物的覆盖度在 15%-30%之间，木本植物的高度在 200 cm以上，胸径在 10 cm以上。 4.2.2 方法 植物种类选配，采取以水土保持和植物景观、以长期植物和先锋植物相结合的现代技术手段，依据植物生理学进行合理配置。 植物构成：灌木 沙棘、紫穗槐； 花草种 高羊茅； 乔木 杨树、松树 栽种方法：乔灌木大都采用穴种法，穴坑一般为 1 m1 m1 m，保证根系苗木的舒张，每穴填土量不少于 20 kg。栽植时特别应注意根的舒展，应采用 “三埋两踩一提苗 ”的方法，即在栽植时，把苗放在坑正中，先填进黄土越 20 kg，然后填进表层的风化碎粒，填到一半时，把苗轻轻提一下，以便苗根舒展，再用脚轻轻踏实，使苗根和土壤充分结合，最后把其余的表层风化矸石填进坑内，用脚踏实，还采用 “深坑浅栽 ”方法。栽植完毕后最好在树坑上面覆盖一层疏松土，以防苗木坑中的水分蒸发过快。绿化造林所栽种的树苗采用根系发达、根茎比大，成活率较高的 1.5年生的移植苗，选择在多雨的 7、 8月造林，且要在傍晚时分栽种，可以减少植物的水分蒸发。栽植过程中要保持苗根湿润，根系舒展，覆土后踏实，对 于受伤的和过长的侧根栽前可适当修剪同时采取各种削弱地表蒸发的措施。苗木的配置，为每个栽植点栽 1株，松树造林密度以每公顷采用 2500株（株行距 2 2 m）的。松树纯林容易发生病虫害和火灾 ,生产力也低 ,因此本项目区为松树与杨树混交林。土壤瘠薄，生长不良的林分常发生病虫害，要注意防治，必要时可使用乐果、敌敌畏等农药杀灭害虫。 5 主要参数的确定 5.1 磷矿粉用量的确定 A区土壤中磷矿粉的用量为 2596.15 g/m2， B区土壤中磷矿粉的用量为 1442.31 g/m2， C区土壤中磷矿粉的用量为 288.46 g/m2 5.2 依据 下表为在铅和镉污染土壤（铅含量为 16362 mg/kg，镉含量 5.61 mg/kg）中施用磷矿粉 (0-20 cm)，用量为 50 g/m2，培养 6 个月后，对照土壤 1 mol/L MgCl2可提取态 Pb 和 Cd 含量分别为 666 mg/kg 和 1.69 mg/kg，处理土壤为 514 和 1.17 mg/kg。 表 3 处理效果 处理 Pb 含量 (mg/kg) 减少量 % Cd 含量 (mg/kg) 减少量 % CK 666 0 1.69 0 PR1 451 32.3 1.66 1.5 PR2 514 22.8 1.17 30.7 PR3 433 35.0 1.25 26.2 研究表明，当磷矿粉用量为 300 g/m2 时，土壤 MgCl2 提取 Pb 含量从 666 mg/kg降低到 514 mg/kg， MgCl2 提取 Cd 含量从 1.69 降低到 1.17 mg/kg（ Wang et al, 2008）。 假设该土壤容重为 1200 kg/m3，则每 m2 0-20 cm深的土壤干重为 0.211200=240 kg， (1)其中的 1 mol/L MgCl2 提取态 Pb 的降低量为 (666-514)mg/kg240 kg=152240 mg=36480 mg 则单位质量的磷矿粉降低 1 mol/L MgCl2 提取态 Pb 的数量为 36480 mg/300g=121.6 mg/g。 (2)其中的 1 mol/L MgCl2 提取态 Cd 的降低量为 (1.69-1.17)mg/kg240 kg=152240 mg=124.8 mg 则单位质量的磷矿粉降低 1 mol/L MgCl2 提取态 Cd 的数量为 124.8 mg/300g=0.416mg/g。 6 物料计算 6.1 磷矿粉 数量计算依据： 根据 5.1，本设计的作用对象为 0-20 cm土壤， 0-30 m区域内的土地， 磷矿粉用量为 50 g/1000g土壤； 40-60 m区域内的土地， 磷矿粉用量为 20 g/1000g土壤； 60-100 m区域内的土地， 磷矿粉用量为 5 g/1000g土壤。 6.1.1 修复 A 区土地的计算 (1)项目设计范围内 0-30 m土壤重量为： 30 m0.2 m80m1200 kg/m3=576000 kg (2)其中的 1 mol/L MgCl2 提取态 Pb 的降低量为 (600-10)mg/kg576000 kg=590576000 mg=33984104mg 设计范围内 0-30 m土壤需要的磷矿粉总量为： 33984104mg/(121.6 mg/g)=2.8 t (3)其中的 1 mol/L MgCl2 提取态 Cd 的降低量为 (5-0.5)mg/kg576000 kg=4.5576000 mg=2592103mg 设计范围内 0-30 m土壤需要的磷矿粉总量为： 2592103mg/(0.416mg/g)=6.23 t 由以上计算结果可知，要想达到同时降低土壤中的 MgCl2-Pb 和 MgCl2-Cd的修复效果， A 区土壤中需加入的磷矿粉的总量为： 6.23 t 6.1.2 修复 B 区土地的计算 (1)项目设计范围内 40-60 m土壤重量为： 30 m0.2 m80m1200 kg/m3=576000 kg (2)其中的 1 mol/L MgCl2 提取态 Pb 的降低量为 (200-10)mg/kg576000 kg=190576000 mg=10944104mg 设计范围内 0-30 m土壤需要的磷矿粉总量为： 10944104mg/(121.6 mg/g)=900 kg (3)其中的 1 mol/L MgCl2 提取态 Cd 的降低量为 (3-0.5)mg/kg576000 kg=2.5576000 mg=1440103mg 设计范围内 0-30 m土壤需要的磷矿粉总量为： 1440103mg/(0.416mg/g)=3.46 t 由以上计算结果可知，要想达到同时降低土壤中的 MgCl2-Pb 和 MgCl2-Cd的修复效果， B 区土壤中需加入的磷矿粉的总量为： 3.46 t 6.1.3 修复 C 区土地的计算 (1)项目设计范围内 70-100 m土壤重量为： 40 m0.2 m80m1200 kg/m3=768000 kg (2)其中的 1 mol/L MgCl2 提取态降 Pb 的低量为 (60-10)mg/kg768000 kg=50768000 mg=3840104mg 设计范围内 0-30 m土壤需要的磷矿粉总量为： 3840104mg/(121.6 mg/g)=316kg (3)其中的 1 mol/L MgCl2 提取态 Cd 的降低量为 (1-0.5)mg/kg768000 kg=0.5768000 mg=103mg 设计范围内 0-30 m土壤需要的磷矿粉总量为： 384103mg/(0.416mg/g)=923 kg 由以上计算结果可知，要想达到同时降低土壤中的 MgCl2-Pb 和 MgCl2-Cd的修复效果， C 区土壤中需加入的磷矿粉的总量为： 923 kg 6.1.4 总量 修复该项目区土地所需的磷矿粉的总量为： 10.61 t 表 4 物料表 序号 物料名称 主要指标 单位 数量 1 磷矿粉 灰白色粉状， P2O5量 大于 14 %，所含的磷多为迟效磷 t 10.61 2 复合肥 粒状，以 尿素、磷铵、氯化钾为主要原料，氮、磷、钾有效养分含量 45% kg 180 3 粪肥 t 12 6.2 绿化植物用量计算 设每两个树穴间距为 2 m，行距为 2 m，且乔木：灌木 =1： 1 该设计土地上种植的树木数为： 2000棵 故乔木数为： 1/22000=1000棵， 其中： 500棵的杨树， 500棵的松树； 灌木数为： 1/22000=1000棵，其中： 500棵的沙棘， 500棵的紫穗槐； (1) 杨树 科 属：杨柳科，本科有三个属，即：杨属、柳属、钻天柳属。 形态特征：杨树小枝具顶芽与芽鳞 2枚以上。单叶互生，卵形或近圆形。荑花序，雌雄异株，不具花瓣，有环状花盘及苞片。苞片顶端分裂，雄蕊多数。蒴果小，具冠毛。 生长繁殖：杨树具有早期速生、适应性强、分布广、种类和品种多、容易杂交、容易改良遗传性、容易无性繁殖等特点，因而广泛用于集约栽培。大量早育出来的优良杨树品种，对栽培条件的改善反映很灵敏，可大幅度提高生产力，对解决木材短缺起着很大作用。 (2) 松树 学 名： Pinus 科 属：松科松属 类 别：林木类 -针叶树类 形态特征：较幼时的树冠为金字塔形，树枝多呈轮状着生。幼苗出土、子叶展开以后，首先着生的为初生叶，单生，螺旋状排列，线状披针形 ,叶缘具齿。初生叶行使叶的功能 1 3年后，才出现针叶，通常 2、 3、 5枚成束，着生于短枝的顶端。每束针叶基部有叶梢，早期脱落或宿存。叶肉组织中的树脂道的位置在成年植株比较恒定，可分为外生、中生、内生 3种类型。松树针叶横切面中可见 1或 2个维管束，特殊环境下可在双维管束松树中出现维管束合并的情况。球花单性，雌雄同株。球果多数由种鳞组成，成熟 后木质化。种鳞的裸露增厚部分称鳞盾，鳞盾先端的瘤状突起称鳞脐。有的树种鳞脐具刺，有的无。球果成熟时种鳞张开，种子脱落；但少数树种种鳞则长期保持关闭状态。每个种鳞具种子 2粒，种子上部具一长翅，少数具短翅或无翅。 (3) 沙棘 学 名： Hippophae rhamnoides Linn 别 名： 醋柳、黄酸刺、酸刺柳、黑刺、酸刺 纲：双子叶植物纲 科：胡颓子科 属：沙棘属 分 布：分布于华北、西北及四川等地。 形态特征：落叶灌木或乔木，高 1-5 m，高山沟谷可达 18 m。棘刺较多，粗壮，顶生或侧 生；嫩枝褐绿色，密被银白色而带褐色鳞片或有时具白色星状毛，老枝灰黑色，粗糙；芽大，金黄色或锈色。单叶通常近对生；叶柄极短；叶片纸质，狭披针形或长圆状披针形，长 3-8 cm，宽约 1 cm，两端钝形或基部近圆形，上面绿色，初被白色盾形毛或星状毛，下面银白色或淡白色，被鳞片。花黄色，花瓣4瓣，花芯淡绿色，花苞球状，嫩绿色；果实圆球形，直径 4-6 mm，橙黄色或橘红色；果梗长 1-2.5 mm。种子小，黑色或紫黑色，有光泽。花期 4-5月，果期 9-10月。 (4) 高羊茅 种植时 35-40 g/m2，故种植量为： L1=40S10-3=40800010-3=320 kg（ S-该设 计区的表面积） 植物名称： 高羊茅 别 名： 苇状羊茅 英 文 名： Tall fescue 拉 丁 名： Festuca arundinacea 科 名： 禾本科 属 名： 羊茅属 适应地区：全国 生态分类：地被植物 -冷形态特征：秆成疏丛，直立，粗糙，幼叶折叠；叶舌呈膜状，长 0.4-1.2 dm，平截形；叶耳短而钝，有短柔毛；茎基部宽，分裂的边缘有茸毛；叶片条形，扁平，挺直，近轴面有背且光滑，具龙骨，稍粗糙，边缘有鳞，长 15-25 cm，宽 4-7 dm，收缩的圆锥花序。 生长习性：性喜寒冷潮湿、温暖的气候，在肥沃、潮湿、富含有机 质、 PH值为4.7-8.5的细壤土中生长良好。对高温有一定的抗性，最耐旱和践踏；喜光，耐半阴，对肥料反应敏感，抗逆性强，耐酸、耐瘠薄，抗病性强。适宜于温暖湿润的中亚热带至中温带地区栽种。 7 实施步骤 7.1 施工过程 (1) 第 1 d-第 7 d： 实施内容：进行 污染土地 修复的可行性分析 实施步骤：依据该污染区土地的土壤性状及土壤中有毒重金属 Pb、 Cd的含量，先进行全面详细的分析，查找相关的文献，计算出修复该区土地所需化学试剂的用量，经过合理规划计算后预测修复效果。 (2) 第 8 d-第 10d： 实施内容：对该区土地进行清理、平整 实施步骤：在该土地上先进行初步的清理工作，人工拔除地表少量长的较高大的杂草，收集设计区中的石块、垃圾、少量矿渣，并用拖拉机将其运到垃圾处理厂进行卫生填埋。 (3) 第 10 d-第 15 d： 实施内容：疏松土壤，施加磷矿粉 实施步骤：人工将磷矿粉均匀撒在该项目区土地上， A区土壤中需加入的磷矿粉的总量为： 6.23 t； B区土壤中需加入的磷矿粉的总量为： 3.46 t； C区土壤中需加入的磷矿粉的总量为： 923 kg。 然后用深耕机对其表层 0-20cm的土壤进行翻耕疏松，直到表层土壤比较松软时，再用旋耕耙将犁好的土地弄平整，最后用铁锹将大的土块弄碎，进一步平整土地表面，使其无较大起伏，高差在 5cm以内。引水浇灌，使土壤中保持一定的含水率，为稳定重金属和后期的绿化造林提供良好的水分条件。 (4) 第 16 d-第 75 d： 实施内容：磷矿粉稳定土壤中的 Pb和 Cd 实施步骤：对设计土地进行定期的查看和必要的看管，确保其附近的冶炼厂不再继续向该区排放冶炼含重金属的废气、粉尘和堆放冶炼废渣，使该区土地不再另外受到重金属的污染，确保加入的磷矿粉能充分与土壤中的重金属结合，减少该 区土地中 Pb、 Cd有效态含量，降低重金属的毒性。定期灌水，保持土壤含水量在 20%左右。 (5) 第 76 d-第 100d： 实施内容：绿化种植， 以在该区种植灌木、花草为主，乔木为辅，选择适合本地条件的先锋植物种群，并按照景观生态要求进行绿化； 实施步骤：用挖坑机进 行机械挖坑，将买来的松树、杨树、沙棘、高羊茅等植物按照适合它们的种植方法在傍晚时分小心栽种，栽好以后给树来一次透水，并要注意防止新植被水分蒸发，确保新树苗的成活率。 (6)第 100 d以后 ： 实施内容：对项目区的绿化植物进行管理 实施步骤：定期将本项目区南边的小河流中的水引入项目区，对已种植的植物进行浇灌。适时施加动物粪便等有机肥料，增加土壤肥力。定期修剪枝叶，喷洒农药并使用灭虫灯，杀灭害虫，及时进行补植。请专人护林，确保该区的绿化植物能茁壮成长，形成长久的景观生态。 7.2 机械用具 绿化造林过程中的机械 用具如下： 7.2.1 松土设备 名称：圣鲁微型旋耕松土机 发动机型号： 1E44F-5A型 发动机类型：风冷，二冲程，单缸汽油 发动机功率： 1.9kw/7000-9000r/min 排气量： 49cc 油箱容量： 1200ml 毛重： 17kg 净重： 15kg 刀片： 4teeth/22.5cm(直径 ) 翻耕宽度： 25cm 翻